KR20220139574A - Motor drive control system and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저속의 과부하 조건에서도 모터가 안정적으로 구동될 수 있도록 제어하는 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driving control system and a control method therefor, and more particularly, to a motor driving control system and control method for controlling a motor to be stably driven even under a low-speed overload condition.
쿨링팬용 BLDC 모터는 과전류로 인한, 모터 및 인버터의 소손을 방지하기 위하여, 통상적으로 전류 제한 로직이 적용되어 있다.BLDC motors for cooling fans typically have current limiting logic applied to prevent damage to the motor and inverter due to overcurrent.
상세하게는, 쿨링팬 특성상, 모터의 구동 속도가 증가하게 되면 이에 따라 필요한 소모 전류가 증가하기 때문에, 모터를 이루고 있는 기존 소자들의 스펙에 따른, 모터의 용량, 코일, 와이어, 이외의 소자 등의 허용 전류를 고려하여 전류 제한 로직이 설정되게 된다.Specifically, due to the characteristics of the cooling fan, as the driving speed of the motor increases, the required current consumption increases accordingly. The current limit logic is set in consideration of the allowable current.
정상 구동(normal) 시에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터에 발생되는 부하 자체가 전류 제한 범위 이내에서 이루어지기 때문에, 적용된 전류 제한 로직의 적용 없이도 구동이 이루어지게 된다. 그렇지만, 반 구속(sluggishness) 발생시, 다시 말하자면, 회전체 사이에 이물질 등이 끼면서 완전 구속되지 않고 저속 고부하로 회전되는 상태가 발생할 경우, 모터는 구동 신호에 해당하는 전류를 인가받아 동작을 지속하게 되고, 소모 전류가 증가하게 된다.During normal driving, as shown in FIG. 3 , since the load generated in the motor itself is within the current limit range, the driving is performed without applying the applied current limiting logic. However, when a sluggishness occurs, that is, when a foreign material is caught between the rotating body and the state is not completely constrained and rotates at a low speed and high load, the motor receives a current corresponding to the driving signal and continues operation. and the current consumption increases.
이 때, 도 3의 a)에 도시된 바와 같이, 구동 제한 전력 정보, 즉, 상술한 전류 제한 로직에 해당하는 전류 제한치까지 현재 전력이 상승하게 될 경우, 더 이상 전류는 증가할 수 없게 되고, 구동 속도가 감소하게 된다. 구동 속도가 감소하게 되면, 동일한 전류를 사용하더라도 동작 효율이 떨어지고 열이 과다하게 발생하면서 냉각 성능 부족으로 인해 내부 온도 상승으로 인해, 결국 소손이 발생하게 된다.At this time, as shown in a) of FIG. 3 , when the current power increases to the current limit value corresponding to the driving limit power information, that is, the current limit logic described above, the current cannot be increased any more, drive speed will be reduced. When the driving speed is reduced, even if the same current is used, the operating efficiency decreases and heat is generated excessively, and the internal temperature rises due to insufficient cooling performance, resulting in burnout.
이에 따라, 본 발명은 통상적인 과부하에 해당하는 '고속 구동 상태'가 아닌, 반 구속 조건에 따라 저속 구동 상태에서 발생하는 과부하에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적용되는 전류 제한 로직을 모터의 구동 속도에 따라 가변시켜 고속 구동 상태의 과부하 뿐 아니라, 저속 구동 상태의 과부하에서도 모터를 안정적으로 보호하기 위함이다.Accordingly, the present invention is to solve a problem caused by an overload occurring in a low-speed driving state according to a semi-restrictive condition, not a 'high-speed driving state' corresponding to a normal overload, and the applied current limiting logic is used to drive the motor. It is to be varied according to the speed to stably protect the motor not only in the high-speed driving state, but also in the low-speed driving state overload.
이와 관련해서, 국내 공개 특허 제10-2020-0059849호("BLDC 모터 과부하 감지 장치 및 방법")에서는 BLDC 모터의 기계각과 전기각의 차이를 측정하여 BLDC 모터의 구속 여부를 판단하는 장치를 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Publication No. 10-2020-0059849 ("BLDC motor overload detection apparatus and method") discloses a device for determining whether the BLDC motor is restrained by measuring the difference between the mechanical angle and the electric angle of the BLDC motor, have.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 통상적인 과부하에 해당하는 '고속 구동 상태'가 아닌, 반 구속 조건에 따라 저속 구동 상태에서 발생하는 과부하에 의한 문제점을 해결하기 위하여, 적용되는 전류 제한 로직을 모터의 구동 속도에 따라 가변시켜 고속 구동 상태의 과부하 뿐 아니라, 저속 구동 상태의 과부하에서도 모터를 안정적으로 보호할 수 있는 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is not in a 'high speed driving state' corresponding to a normal overload, but occurring in a low speed driving state according to a semi-constraint condition In order to solve the problem caused by overload, the applied current limiting logic is varied according to the driving speed of the motor to stably protect the motor not only in the high-speed driving state, but also in the low-speed driving state overload. and to provide a method for controlling the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터 구동 제어 시스템은, 입력되는 구동 신호에 따라, 모터(10)에 구동 전류를 제공하는 모터 구동부(100), 상기 모터 구동부(100)의 제어에 의해 구동되는 상기 모터(10)의 동작 상태 관련 정보를 산출하는 상태 산출부(200), 기설정된 구동 제한 전력 정보를 기반으로, 상기 상태 산출부(200)에서 산출한 상기 모터(10)의 동작 상태 관련 정보들을 이용하여, 상기 모터(10)의 허용 전력 정보를 분석하는 분석부(300) 및 상기 분석부(300)에서 분석한 상기 모터(10)의 허용 전력 정보를 이용하여 상기 모터(10)의 공급 전류를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 상기 모터 구동부(100)로 전송하는 전력 제어부(400)를 포함하는 것이 바람직하다.The motor driving control system of the present invention for achieving the object as described above, according to an input driving signal, the
더 나아가, 상기 상태 산출부(200)는 상기 모터 구동부(100)의 제어에 의해 현재 구동되는 상기 모터(10)의 현재 회전 속도, 현재 측정 전류 및 측정 전압을 포함하는 상기 동작 상태 관련 정보를 산출하는 것이 바람직하다.Furthermore, the state calculator 200 calculates the operation state related information including the current rotation speed, the current measured current, and the measured voltage of the
더 나아가, 상기 분석부(300)는 모터(10)를 구성하는 소자들의 기본 스펙을 토대로 모터(10)의 회전 속도와 전력에 따른 발열 상태를 분석하여, 회전 속도와 전력을 기준으로 한 상기 구동 제한 전력 정보를 설정하는 것이 바람직하다.Furthermore, the
더 나아가, 상기 분석부(300)는 상기 상태 산출부(200)에서 산출한 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 기준으로 한 상기 구동 제한 전력 정보에 의한 제한 전력과 현재 전력을 비교 분석하여, 현재 전력이 상기 제한 전력을 초과할 경우, 상기 제한 전력에 따라 상기 허용 전력 정보를 분석하는 것이 바람직하다.Furthermore, the
더 나아가, 상기 전력 제어부(400)는 상기 분석부(300)에서 분석한 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 반영한 상기 허용 전력 정보를 이용하여, 상기 모터(10)의 공급 전류를 제어하여, 상기 모터(10)의 현재 전력을 가변시키는 것이 바람직하다.Furthermore, the
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터 구동 제어 방법은, 모터 구동부에서, 입력되는 구동 신호에 따라 모터로 구동 전류를 제공하는 구동 단계(S100), 상태 산출부에서, 상기 구동 단계(S100)에 의해 구동되는 상기 모터의 동작 상태 관련 정보를 획득하여, 현재 전력 정보를 산출하는 현재 전력 산출 단계(S200), 분석부에서, 기설정된 구동 제한 전력 정보와 상기 현재 전력 산출 단계(S200)에 의한 상기 모터의 현재 전력 정보를 비교 판단하는 판단 단계(S300), 상기 판단 단계(S300)의 비교 판단 결과에 따라, 상기 모터의 현재 전력 정보가 상기 구동 제한 전력 정보를 초과할 경우, 상기 구동 제한 전력 정보에 따라 상기 모터의 허용 전력 정보를 분석하는 분석 단계(S400) 및 전력 제어부에서, 상기 분석 단계(S400)에 의해 분석한 상기 모터의 허용 전력 정보를 이용하여 상기 모터의 공급 전류를 제어하는 제어 신호를 생성하는 구동 제어 단계(S500)를 포함하는 것이 바람직하다.In the motor driving control method of the present invention for achieving the above object, in the motor driving unit, in the driving step (S100) of providing a driving current to the motor according to the input driving signal, in the state calculating unit, the driving step ( A current power calculation step (S200) of obtaining the operating state related information of the motor driven by S100) and calculating current power information (S200), in the analysis unit, preset driving limit power information and the current power calculation step (S200) According to the determination step (S300) of comparing and determining the current power information of the motor by the comparison determination result of the determination step (S300), when the current power information of the motor exceeds the driving limit power information, the driving In the analysis step (S400) of analyzing the allowable power information of the motor according to the limited power information and the power control unit, the supply current of the motor is controlled using the allowable power information of the motor analyzed by the analysis step (S400) It is preferable to include a driving control step (S500) of generating a control signal to
더 나아가, 상기 현재 전력 산출 단계(S200)는 상기 모터의 동작 상태 관련 정보로 상기 모터(10)의 현재 회전 속도, 현재 측정 전류 및 측정 전압을 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that the current power calculation step ( S200 ) includes the current rotation speed of the
더 나아가, 상기 판단 단계(S300)는 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 기준으로, 상기 구동 제한 전력 정보와 상기 모터의 현재 전력 정보를 비교 판단하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the determining step ( S300 ), it is preferable to compare and determine the driving limit power information and the current power information of the motor based on the current rotation speed of the
더 나아가, 상기 판단 단계(S300)는 사전에, 모터를 구성하는 소자들의 기본 스펙을 토대로 모터의 회전 속도와 전력에 따른 발열 상태를 분석하여, 회전 속도와 전력을 기준으로 한 상기 구동 제한 전력 정보를 설정하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the determining step (S300), in advance, based on the basic specifications of the elements constituting the motor, the heat generation state according to the rotation speed and power of the motor is analyzed, and the driving limit power information based on the rotation speed and power It is preferable to set
본 발명에 의하면, 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법은 쿨링팬용 BLDC 모터에 적용되는 전류 제한 로직을 모터의 구동 속도에 따라 가변시켜 고속 구동 상태의 과부하 뿐 아니라, 저속 구동 상태의 과부하에서도 모터를 안정적으로 보호할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, a motor driving control system and a control method thereof vary the current limiting logic applied to a BLDC motor for a cooling fan according to the driving speed of the motor, thereby stably stabilizing the motor not only in the high-speed driving state, but also in the low-speed driving state overload. has the advantage of being protected.
이를 통해서, 반 구속 조건에 의해 저속 과부하 발생에 의한 모터 및 인버터 등의 소손 발생을 방지할 수 있다.Through this, it is possible to prevent the occurrence of damage to the motor and inverter due to the occurrence of low-speed overload due to the semi-constraint condition.
다만, 공급 전류 제어를 통한 전력 제어로 인해, 입력받은 구동 신호에 따른 목표 속도보다 낮게 구동될 수 있기 때문에, 상외부 관리자 또는 상위 제어 수단으로 현재 모터의 과부하 조건이 발생하여 입력받은 구동 신호보다 낮은 목표 속도로 구동될 수 있음에 대한 알람을 발생시켜, 모터 및 인버터 등의 소손 방지 뿐만 아니라, 고장/이상 감지까지 수행할 수 있는 장점이 있다.However, due to the power control through the supply current control, since the target speed can be driven lower than the target speed according to the received driving signal, an overload condition of the current motor is generated by an external manager or a higher control means, which is lower than the input driving signal. By generating an alarm indicating that it can be driven at a target speed, there is an advantage in that it is possible to not only prevent damage to the motor and inverter, but also to detect a failure/abnormality.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 시스템의 구성 예시도. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 방법의 순서 예시도. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법에 따른 모터 구동 제어 상태를 나타낸 예시 그래프.1 is an exemplary configuration diagram of a motor driving control system according to an embodiment of the present invention. 2 is a flowchart illustrating a method for controlling a motor drive according to an embodiment of the present invention. 3 is an exemplary graph showing a motor driving control state according to the motor driving control system and the control method according to an embodiment of the present invention.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a motor drive control system and a control method thereof according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.In addition, the system refers to a set of components including devices, instruments, and means that are organized and regularly interact to perform necessary functions.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법에 적용된 모터는 쿨링팬용 BLDC 모터로서, 통상적으로 전류 제한 로직이 적용되어 과전류로 인한 모터 및 인버터의 소손을 방지하고 있다.The motor applied to the motor driving control system and the control method according to an embodiment of the present invention is a BLDC motor for a cooling fan, and a current limiting logic is typically applied to prevent damage to the motor and the inverter due to overcurrent.
그렇지만, 모터가 구동되는 과정에서 반 구속 조건(sluggishness)이 발생할 경우, 과부하 상태임에도 불구하고 모터 회전 속도가 저속이기 때문에, 전류 인가가 계속되게 되고, 결국은 저속 과부하로 인해 냉각 부족으로 모터 내부 온도 상승에 따른 소손이 발생하게 된다. 즉, 적용되어 있는 전류 제한 로직을 통해서는 '고속 과부하'에 대해서는 충분히 대응할 수 있지만, 반 구속 조건 등에 따른 '저속 과부하'에 대해서는 대응이 미흡한 문제점이 있다.However, when a sluggishness occurs in the process of driving the motor, current application continues because the motor rotation speed is low despite the overload condition, and eventually the internal temperature of the motor due to lack of cooling due to the low speed overload. Damage will occur as a result of the rise. That is, although the applied current limiting logic can sufficiently respond to 'high-speed overload', there is a problem in that the response to 'low-speed overload' according to semi-restriction conditions is insufficient.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법은, 적용되는 전류 제한 로직을 모터의 구동 속도에 따라 가변시켜 고속 구동 상태의 과부하 뿐 아니라, 저속 구동 상태의 과부하에서도 모터를 안정적으로 보호하는 것을 기술적 목적으로 하고 있다.Accordingly, the motor driving control system and the control method according to an embodiment of the present invention vary the applied current limiting logic according to the driving speed of the motor, so that the motor is not only overloaded in the high-speed driving state, but also in the overload of the low-speed driving state. Its technical purpose is to reliably protect
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 시스템을 나타낸 구성 예시도로서, 도 1을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 시스템을 상세하게 설명한다.1 is an exemplary configuration diagram illustrating a motor driving control system according to an embodiment of the present invention, and with reference to FIG. 1 , a motor driving control system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 모터 구동부(100), 상태 산출부(200), 분석부(300) 및 전력 제어부(400)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 각각의 구성들은 하나의 연산처리수단 또는 각각의 연산처리수단에 포함되어 동작을 수행하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1 , a motor driving control system according to an embodiment of the present invention is configured to include a
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each configuration,
상기 모터 구동부(100)는 외부 관리자 또는 상위 제어 수단으로부터 입력되는 구동 신호에 따라 모터(10)에 구동 전류를 제공하는 것이 바람직하다.Preferably, the
상세하게는, 상기 구동 신호에는 상기 모터(10)를 구동시키고자 하는 목표 회전 속도를 포함하여 구성되게 된다.In detail, the drive signal is configured to include a target rotation speed at which the
이에 따라, 상기 모터 구동부(100)는 상기 모터(10)를 상기 구동 신호에 포함되어 있는 목표 회전 속도에 도달시키기 위하여, 속도 제어 수단을 통해 전류를 인가하게 된다.Accordingly, the
상기 상태 산출부(200)는 상기 모터 구동부(100)의 제어에 의해, 구동되는 상기 모터(10)의 동작 상태 관련 정보를 산출하는 것이 바람직하다.It is preferable that the state calculating unit 200 calculates information related to the operating state of the
상세하게는, 상기 상태 산출부(200)는 상기 동작 상태 관련 정보로 상기 모터 구동부(100)의 제어에 의해 현재 구동되는 상기 모터(10)의 현재 회전 속도, 현재 측정 전류 및 현재 측정 전압을 포함하는 정보들을 획득하는 것이 바람직하다.In detail, the state calculator 200 includes the current rotation speed, the current measured current and the current measured voltage of the
또한, 상기 상태 산출부(200)는 획득한 상기 모터(10)의 현재 측정 전류 및 현재 측정 전압을 이용하여, 상기 모터(10)의 현재 전력을 연산하여, 상기 동작 상태 관련 정보로 저장 및 관리하는 것이 바람직하다.In addition, the state calculator 200 calculates the current power of the
상기 분석부(300)는 미리 설정된 구동 제한 전력 정보를 기반으로, 상기 상태 산출부(200)에서 산출한 상기 모터(10)의 동작 상태 관련 정보들을 이용하여, 상기 모터(10)의 허용 전력 정보를 분석하는 것이 바람직하다.The
여기서, 미리 설정된 구동 제한 전력 정보란, 상술한 모터에 적용된 '전류 제한 로직'에 따른 구동 제한 전력치를 의미하며, 상기 구동 제한 전력 정보는 상기 모터(10)를 구성하는 소자들의 기본 스펙 정보를 토대로, 모터(10)의 회전 속도와 전력에 따른 발열 상태를 분석하여, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 회전 속도와 전력을 기준으로 구동 제한 전력 정보를 설정하는 것이 바람직하다.Here, the preset driving limit power information means a driving limit power value according to the 'current limit logic' applied to the above-described motor, and the driving limit power information is based on basic specification information of elements constituting the
종래의 '전류 제한 로직'에 따른 구동 제한 전력치는 도 3의 a)에 도시된 바와 같이, 모터 구동 속도와는 무관하게 모터의 전력 과부하가 발생하지 않도록 설정되어 있으나, 이 경우, 상술한 바와 같이, 모터의 속도가 저속이지만, 반 구속 조건으로 인해 전력 상태가 정상 운전 범위를 벗어났지만, 구동 제한 전력 정보(구동 제한 전력치)가 고속인 경우에만 고려하고 있어 저속 과부하 조건에 처한 모터의 상태를 정확히 인지하지 못하고, 결국 소손까지 발생할 수 있다.As shown in a) of FIG. 3, the driving limiting power value according to the conventional 'current limiting logic' is set so that the power overload of the motor does not occur regardless of the motor driving speed, but in this case, as described above, , Although the speed of the motor is low, the power state is out of the normal operation range due to the semi-restraint condition, but the driving limit power information (drive limit power value) is considered only when the high speed It may not be accurately recognized, and eventually burnout may occur.
이를 해결하기 위하여, 상기 분석부(300)는 모터의 회전 속도와 현재 전력에 따라 발열 상태를 분석하여, 구동 제한 전력 정보를 설정하는 것이 바람직하다.In order to solve this problem, it is preferable that the
상기 분석부(300)는 상기 상태 산출부(200)에서 산출한 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 기준으로, 상기 구동 제한 전력 정보에 의한 제한 전력과 현재 전력을 비교 분석하여, 현재 전력이 상기 제한 전력을 초과할 경우, 상기 제한 전력에 따라 상기 허용 전력 정보를 분석하는 것이 바람직하다.The
다시 말하자면, 상기 분석부(300)는 상기 상태 산출부(200)에서 산출한 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 기준으로, 상기 구동 제한 전력 정보에 의한 제한 전력과 연산한 상기 모터(10)의 현재 전력을 비교 분석하여, 상기 모터(10)의 현재 전력이 상기 제한 전력을 초과할 경우, 상기 모터(10)가 과부하 상태인 것으로 판단하여, 상기 모터(10)의 현재 회전 속도에 해당하는 상기 허용 전력 정보를 도출하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 허용 전력 정보는 상기 구동 제한 전력 정보를 기준으로 도출되며, 이는 적정 전력이 아니며 허용 전력의 상한치에 해당한다.In other words, the
즉, 다시 말하자면, 종래의 구동 제한 전력치에 비해, 상기 분석부(300)의 구동 제한 전력 정보는 모터 회전 속도에 따라 허용 전력의 상한치가 가변되도록 설정함으로써, 낮은 속도임에도 불구하고 모터가 과부하일 경우에도, 이를 효율적으로 감지하여 안전한 구동 동작이 이루어지도록 할 수 있다.That is, in other words, compared to the conventional driving limit power value, the driving limit power information of the
상기 전력 제어부(400)는 상기 분석부(300)에서 분석한 상기 허용 전력 정보를 이용하여, 상기 모터(10)의 공급 전류를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 상기 모터 구동부(100)로 전송하는 것이 바람직하다.The
즉, 상기 전력 제어부(400)는 상기 분석부(300)에서 분석한 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 반영한 상기 허용 전력 정보를 이용하여, PI 제어 수단을 통해서 현재 전력을 제한하고, 상기 모터(10)의 공급 전류를 제어하여, 상기 모터(10)의 현재 전력을 가변시키는 것이 바람직하다.That is, the
일 예를 들자면, 반 구속 조건에 의해 저속 과부하 발생시, 상기 구동 제한 전력 정보에 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 반영하여, 상기 허용 전력 정보를 도출할 수 있으며, 상기 허용 전력 정보를 이용하여 생성한 상기 제어 신호로 인해, 상기 모터(10)의 현재 전력이 낮게 제한되어, 모터의 구동 속도는 목표 속도보다 낮게 구동될 수 있으나, 과부하로 인한 발열 등의 문제점, 더 나아가 모터 및 인버터 등의 소손을 방지할 수 있다.For example, when a low-speed overload occurs due to a semi-constraint condition, the allowable power information may be derived by reflecting the current rotation speed of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 방법을 나타낸 순서 예시도로서, 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 방법을 상세하게 설명한다.2 is a flowchart illustrating a method for controlling a motor driving according to an embodiment of the present invention, and a method for controlling a motor driving according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 .
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 단계(S100), 현재 전력 산출 단계(S200), 판단 단계(S300), 분석 단계(S400) 및 구동 제어 단계(S500)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2 , the motor driving control method according to an embodiment of the present invention includes a driving step ( S100 ), a current power calculation step ( S200 ), a determination step ( S300 ), an analysis step ( S400 ), and a driving control step It is preferable to include (S500).
각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each step,
상기 구동 단계(S100)는 상기 모터 구동부(100)에서, 외부 관리자 또는 상위 제어 수단으로부터 입력되는 구동 신호에 따라 모터(10)에 구동 전류를 제공하게 된다.In the driving step ( S100 ), the
즉, 상기 모터(10)를 구동시키고자 하는 목표 회전 속도를 포함하는 상기 구동 신호를 입력받아, 상기 모터를 상기 목표 회전 속도에 도달시키기 위하여, 속도 제어 수단을 통해 전류를 인가하게 된다.That is, the driving signal including the target rotation speed at which the
상기 현재 전력 산출 단계(S200)는 상기 상태 산출부(200)에서, 상기 구동 단계(S100)에 의해 구동되는 상기 모터(10)의 동작 상태 관련 정보를 획득하여, 상기 모터(10)의 현재 전력 정보를 산출하게 된다.In the current power calculation step ( S200 ), the current power of the
상세하게는, 상기 현재 전력 산출 단계(S200)는 상기 동작 상태 관련 정보로 상기 모터 구동부(100)의 제어에 의해 현재 구동되는 상기 모터(10)의 현재 회전 속도, 현재 측정 전류 및 현재 측정 전압을 포함하는 정보들을 획득하고, 획득한 상기 모터(10)의 현재 측정 전류 및 현재 측정 전압을 이용하여, 상기 모터(10)의 현재 전력 정보를 산출하게 된다.In detail, in the current power calculation step (S200), the current rotation speed, the current measured current and the current measured voltage of the
상기 판단 단계(S300)는 상기 분석부(300)에서, 미리 설정된 구동 제한 전력 정보와 상기 현재 전력 산출 단계(S200)에 의한 상기 모터(10)의 현재 전력 정보를 비교 판단하는 것이 바람직하다.In the determining step ( S300 ), it is preferable that the
상세하게는, 상기 판단 단계(S300)는 사전에, 상기 모터(10)를 구성하는 소자들의 기본 스펙 정보를 토대로, 모터(10)의 회전 속도와 전력에 따른 발열 상태를 분석하여, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 회전 속도와 전력을 기준으로 구동 제한 전력 정보를 설정하게 된다.In detail, in the determining step (S300), in advance, based on the basic specification information of the elements constituting the
이를 통해서, 상기 판단 단계(S300)는 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 기준으로, 상기 구동 제한 전력 정보에 의한 제한 전력과 연산한 상기 모터(10)의 현재 전력을 비교 분석하여, 상기 모터(10)의 현재 전력이 상기 제한 전력을 초과하는지 판단하게 된다.Through this, the determining step (S300) compares and analyzes the current power of the
상기 판단 단계(S300)의 판단 결과에 따라, 상기 모터(10)의 현재 전력이 상기 제한 전력을 초과할 경우, 현재 상기 모터(10)가 과부하 상태인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.According to the determination result of the determination step (S300), when the current power of the
이를 통해서, 상기 분석 단계(S400)는 상기 판단 단계(S300)의 비교 판단 결과에 따라, 상기 모터(10)의 현재 전력이 상기 제한 전력을 초과할 경우, 상기 구동 제한 전력 정보에 따라 상기 모터의 허용 전력 정보를 분석하게 된다.Through this, in the analysis step (S400), according to the comparison determination result of the determination step (S300), when the current power of the
즉, 상기 구동 제한 전력 정보를 기준으로 상기 모터(10)의 현재 회전 속도에 해당하는 상기 허용 전력 정보를 분석하는 것으로, 상기 허용 전력 정보는 적정 전력이 아니며 허용 전력의 상한치에 해당하게 된다.That is, the allowable power information corresponding to the current rotation speed of the
상기 구동 제어 단계(S500)는 상기 전력 제어부(400)에서, 상기 분석 단계(S400)에 의해 분석한 상기 모터(10)의 허용 전력 정보를 이용하여, 상기 모터(10)의 공급 전류를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 상기 모터 구동부(100)로 전송하게 된다.In the driving control step (S500), the
즉, 상기 구동 제어 단계(S500)는 상기 분석 단계(S400)에 의해 분석한 상기 모터(10)의 현재 회전 속도를 반영한 상기 허용 전력 정보를 이용하여, PI 제어 수단을 통해서 현재 전력을 제한하고, 상기 모터(10)의 공급 전류를 제어하여, 상기 모터(10)의 현재 전력을 가변시키는 것이 바람직하다.That is, the driving control step (S500) uses the allowable power information reflecting the current rotation speed of the
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법은, 반 구속 조건에 의해 저속 과부하 발생에 의한 모터 및 인버터 등의 소손 발생을 방지할 수 있으나, 입력받은 구동 신호에 따른 목표 속도보다 낮게 구동될 수 있기 때문에, 상기 전력 제어부(400)는 상기 모터(10)의 허용 전력 정보에 따른 상기 제어 신호 생성시, 상기 모터 구동부(100)로 상기 제어 신호를 전송함과 동시에, 외부 관리자 또는 상위 제어 수단으로 현재 모터(10)의 과부하 조건이 발생하여 입력받은 구동 신호보다 낮은 목표 속도로 구동될 수 있는 제어 신호가 추가 생성되어 전송되었음을 알리는 것이 바람직하다.At this time, the motor driving control system and the control method according to an embodiment of the present invention can prevent the occurrence of damage to the motor and inverter due to the occurrence of low-speed overload due to the semi-constraint condition, but according to the received driving signal Since it can be driven lower than the target speed, the
이를 통해서, 모터 및 인버터 등의 소손 방지 뿐만 아니라, 고장/이상 감지까지 수행할 수 있다.Through this, it is possible to not only prevent damage to the motor and inverter, but also perform fault/abnormality detection.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is varied, and anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims It goes without saying that various modifications are possible.
10 : 모터 100 : 모터 구동부 200 : 상태 산출부 300 : 분석부 400 : 전력 제어부10: motor 100: motor driving unit 200: state calculation unit 300: analysis unit 400: power control unit
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